KR19990056892A - 세탁기의 세탁수류 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직접 구동(Direct Drive) 방식으로 통을 돌려 세탁하는 세탁기에 있어서 세탁시 모터 회전수(rpm)의 조절에 의해 수류가 제어 되도록 함으로써 세탁 효율을 높이도록 함과 동시에 성능 개선을 도모하도록 한 세탁기의 세탁 수류 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 세탁 행정이 시작되면 사용자가 선택한 세탁 코스를 검색하여 그 세탁 코스가 표준 수류이면 홀센서로부터 검출되는 모터의 회전수를 인지하고 그 모터 회전수가 표준 수류에 맞는 회전수가 되도록 펄스폭 변조신호를 발생하여 모터를 회전수 제어하며, 사용자가 선택한 세탁 코스가 강 수류이면 홀센서로부터 검출되는 모터의 회전수를 인지하고 그 모터 회전수가 강 수류에 맞는 회전수가 되도록 펄스폭 변조신호를 가변시켜 모터를 제어함으로써 모터의 회전수 제어가 가능한 것이다.

Description

세탁기의 세탁 수류 제어 장치 및 그 방법

본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 직접 구동(Direct Drive) 방식으로 통을 돌려 세탁하는 세탁기에 있어서 세탁시 모터 회전수(rpm)의 조절에 의해 수류가 제어 되도록 함으로써 세탁 효율을 높이도록 함과 동시에 성능 개선을 도모하도록 한 세탁기의 세탁 수류 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기는 더렵혀진 세탁물을 세탁 행정, 헹굼 행정, 탈수 행정을 순차적으로 소정 시간 또는 소정 회수 진행시켜 세탁물을 깨끗하게 해주는 장치이다.

이러한 일반적인 세탁기의 구조는 첨부된 도면 도 1과 같으며, 첨부된 도면 도 2는 상기와 같은 일반적인 세탁기를 구동시키는 구동장치이다.

도 1에서 참조번호 1은 외조(아웃 터브), 2는 내조(이너 터브), 3은 모터, 4는 상기 모터(3)에서 발생된 동력을 풀리, 브이벨트, 클러치풀리를 통해 전달받는 클러치, 5는 상기 클러치(4)로부터 동력을 전달받아 세탁수를 와류 시키는 펄세이터(교반기)를 각각 타나낸다.

도 2에서 참조번호 6은 세탁시간이나 헹굼 회수 및 탈수 회수 등을 지정하기 위한 키이 입력부이고, 참조번호 8은 상기 키이 입력부(6)로부터 입력된 사용자의 행정 선택키이 신호에 따라 세탁기의 전체 시스템 동작을 제어하는 마이콤이고, 참조번호 7은 세탁조내에 급수된 수위를 감지하여 상기 마이콤(8)에 입력하는 수위 감지부이다.

또한, 참조번호 9는 상기 마이콤(8)의 제어신호에 따라 각종 기능상태를 표시하여 주는 디스플레이부이고, 참조번호 10은 상기 마이콤(8)의 제어신호에 따라 온/오프 스위칭되어 부하에 동작전원을 공급하는 부하 구동부이고, 참조번호 11,12는 상기 부하 구동부(10)에서 공급되는 동작 전원에 의해 개폐되어 세탁조에 온수 및 냉수를 공급하는 온수/냉수 밸브이며, 참조번호 13은 상기 부하 구동부(10)에서 공급되는 동작 전원에 따라 개폐되어 세탁조내의 탁수를 배수하는 배수 밸브이다.

이러한 구성으로 이루어지는 종래 세탁기는, 내조(2)에 세탁물과 세제를 넣은 후 키이 조작부(6)에 구비된 세탁 키이를 눌러 세탁 시작신호를 전달해 주면, 마이콤(8)에서 이를 인지하고 세탁기의 전체 동작을 제어하게 된다.

이때, 사용자가 수위를 선택한 경우에는 사용자가 선택한 수위에 맞게 급수를 하고, 세탁 행정을 진행시키게 되는데, 만약 사용자가 수위를 선택하지 않고 자동 모드를 선택한 경우에는 상기 마이콤(8)이 부하 구동부(10)를 제어하여 온수밸브(11) 또는 냉수밸브(12)를 통해 세탁조내에 세탁수를 급수토록 한다.

급수가 시작되면 수위 감지부(7)는 수위를 검출하여 마이콤(8)에 전달해 주게 되고, 마이콤(8)은 상기 수위 감지부(7)를 통해 검출한 수위가 소수위가 되면 상기 부하 구동부(10)를 다시 제어하여 온수밸브(11) 또는 냉수밸브(12)를 닫어 급수를 중지토록 한다.

이후 모터(3)를 소정 시간 회전시킨 후 오프 시키고, 그때 발생되는 모터(3)의 역기 전력을 펄스로 변환하여 그 개수를 카운트한다. 그리고 그 카운트된 펄스의 개수에 따라 포량을 판정하며, 포량이 판정되면 그 포량에 맞는 수위를 결정하게 된다.

다음으로, 상기 결정한 수위에 맞도록 상기 부하 구동부(10), 온수/냉수 밸브(11)(12)를 제어하여 해당 수위만큼 급수를 하고, 급수가 종료되면 첫 번째 행정인 세탁 행정을 설정된 수위에 맞는 시간 동안 진행시킨다.

이때, 세탁 코스가 표준 세탁 코스인 경우에는 도 3A에 도시된 바와 같이, 상기 모터(3)를 40㎲ 동안 온(on)시키고, 20㎲ 동안 오프(off)시키는 주기로 모터(3)를 시간 제어하여 표준 세탁 코스를 진행하게 된다. 이 경우 스위칭 주파수는 16.7 KHz이다.

아울러 상기 표준 세탁 코스에 비해 강한 수류를 얻기 위한 강력 코스(또는 강세탁 패턴 ; 강수류)를 얻기 위해서는 도 3B에 도시된 바와 같이, 상기 모터(3)를 50㎲ 동안 온(on)시키고, 10㎲ 동안 오프(off)시키는 주기로 모터(3)를 시간 제어하여 강력 코스의 세탁 행정을 진행시키게 된다.

즉, 수류 제어를 모터의 온/오프 타임 제어라는 시간 제어에 의해 구현하게 된다.

한편, 세탁 행정이 종료되면 배수 밸브(13)를 열어 배수를 하고, 다시 헹굼 수위만큼 급수를 한 후 헹굼 행정으로 진행하게 되며, 헹굼 행정이 완료되면 탈수 행정을 진행시키게 되는데, 여기서 헹굼 행정과 탈수 행정은 사용자가 설정하거나 자동으로 설정한 회수만큼 행정을 반복 수행하게 된다.

그런데 상기와 같은 종래의 세탁기는 표준 세탁 코스에 비해 강한 수류(강수류)를 얻기 위한 방법이 모터의 온/오프 타임 시간을 제어하는 시간 제어이므로 정확성 있는 모터의 회전수 제어가 불가능하고, 세탁 효율도 저하되는 문제점을 발생하였다.

다시 말해, 수류 제어는 모터의 RPM을 제어하는 것이 가장 바람직한데 종래의 기술은 온/오프 타임 제어에 의해 모터를 제어하기 때문에 회전수 제어가 불가능하여 세탁 효율을 저하시키게 되는 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 세탁기의 세탁시 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로,

본 발명은 직접 구동(Direct Drive) 방식으로 통을 돌려 세탁하는 세탁기에 있어서 세탁시 모터 회전수(rpm)의 조절에 의해 수류가 제어 되도록하여 세탁 효율을 높이도록 한 세탁기의 세탁 수류 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 직접 구동(Direct Drive) 방식으로 통을 돌려 세탁하는 세탁기에 있어서 세탁시 모터 회전수(rpm)의 조절에 의해 수류가 제어 되도록 함으로써 세탁기의 성능 개선을 도모하도록 한 세탁기의 세탁 수류 제어장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 기술적인 수단은,

표준 세탁 또는 강 세탁 코스를 선택하기 위한 키이 입력수단과;

상기 키이 입력수단에서 선택되는 코스에 따라 검출되는 모터의 회전수를 조절하기 위한 펄스폭 변조신호를 발생하여 상기 모터의 회전수를 제어하는 마이콤과;

상기 마이콤에서 출력되는 펄스폭 변조신호에 따라 입력되는 교류전원을 변환하여 상기 모터의 회전수를 제어하는 인버터와;

상기 모터의 회전시 발생되는 주파수를 펄스로 변환하여 상기 펄스폭 변조신호를 가변토록 상기 마이콤에 입력해주는 홀센서로 이루어진다.

본 발명의 목적들을 달성하기 위한 방법은,

세탁 시작 키이가 눌러지면 소수위까지 급수후 포량을 감지하고 그 감지한 포량에 따른 수위를 판정한 후 급수를 행하고 설정 수위에 도달하면 세탁 행정으로 진입하는 제1과정과;

상기 세탁 행정 진입후 사용자가 선택한 세탁 코스가 표준 수류이면 홀센서로부터 검출되는 모터의 회전수를 인지하고 그 모터 회전수가 표준 수류에 맞는 회전수가 되도록 펄스폭 변조신호를 가변시켜 모터를 제어하는 제2과정과;

상기 선택한 세탁 코스가 강 수류이면 상기 홀센서로부터 검출되는 모터의 회전수를 인지하고 그 모터 회전수가 강 수류에 맞는 회전수가 되도록 상기 펄스폭 변조신호를 가변시켜 모터를 제어하는 제3과정으로 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 종래 세탁기의 구조도,

도 2 는 종래 세탁기의 시스템 구성도,

도 3 은 종래 세탁기의 수류 제어 패턴도로서,

도3A는 표준 수류(약수류) 제어 패턴이고,

도3B는 강수류 제어 패턴이다.

도 4 는 본 발명이 적용되는 직접 구동 방식의 세탁기 구조도,

도 5 는 본 발명에 의한 세탁기의 세탁 수류 제어장치 블록 구성도,

도 6 은 본 발명에 의한 세탁기의 세탁 수류 제어방법을 보인 제어흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100:외조(아웃 터브) 101:내조(이너 터브)

104:키이 입력부 105:수위 감지부

106:마이콤 107:인버터

108:모터 109:홀센서

도 4 는 본 발명이 적용되는 직접 구동 방식의 세탁기 구조 도이다.

여기서, 참조번호 100은 외조(아웃 터브)이고, 참조번호 101은 세탁물이 삽입되는 내조와 세탁수를 와류 시키는 펄세이터가 일체화된 내조이고, 102는 권선을 지지하는 철심과 철심을 부착하는 프레임으로 이루어진 고정자(stator)이며, 103은 상기 고정자(102)에서 발생된 동력으로 회전하는 회전자(rotor)이다.

도 5 는 본 발명에 의한 직접 구동 방식으로 통을 돌려 세탁하는 세탁기의 세탁 수류 제어장치 블록 구성도이다.

여기서, 참조번호 104는 표준 세탁 또는 강 세탁 코스를 선택하기 위한 키이 입력부이고, 참조번호 105는 급수되는 세탁수의 수위를 감지하는 수위 감지부이다.

또한, 참조번호 106은 상기 키이 입력부(104)에서 선택되는 코스에 따라 검출되는 모터(108)의 회전수를 조절하기 위한 펄스폭 변조신호를 발생하여 상기 모터(108)의 회전수를 제어하는 마이콤이며, 참조번호 107은 상기 마이콤(106)에서 출력되는 펄스폭 변조신호에 따라 입력되는 교류전원을 변환하여 상기 모터(108)의 회전수를 제어하는 인버터이다.

그리고, 참조번호 108은 상기 펄세이터 일체형 내조(101)를 회전시키는 모터이고, 참조번호 109는 상기 모터(108)의 회전 주파수를 펄스로 변환하는 홀센서이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 세탁기의 세탁 수류 제어장치의 작용을 첨부한 도면 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 세탁할 세탁물을 세탁통(내조)에 넣고 적정량의 세제를 넣은 후 키이 입력부(104)를 통해 세탁 자동 모드(수동 모드는 사용자가 수위 및 헹굼, 탈수 회수를 임의적으로 지정하는 모드)를 선택하고 세탁 수류를 선택한 후 세탁 시작 키이를 조작한다(S1).

그러면 마이콤(106)은 부하 구동부(도면에는 도시하지 않았음)를 제어하여 급수가 이루어지도록 하며, 상기와 같이 급수가 시작되면 수위 감지부(105)는 수위를 검출하여 상기 마이콤(106)에 전달해준다. 마이콤(106)은 상기와 같이 전달되는 수위 검출값을 분석하여 수위를 판단하게 되고, 그 판단한 수위가 소수위가 되면 상기 부하 구동부를 다시 제어하여 급수를 중지토록 한다.

이후 인버터(107)에 펄스폭 변조신호(PWM신호)를 출력하여 모터(108)를 이루는 고정자(102)에 구동 전류를 인가토록 한다. 상기 고정자(102)의 동작으로 발생된 힘에 의해 모터를 이루는 회전자(103)가 회전을 함으로써 펄세이터 일체형인 내조(101)가 회전을 하게 된다.

그런 후 설정 시간이 경과하면 상기 고정자(102)에 공급되는 전원을 차단하여 모터(108)의 구동을 중지시키고, 이때 모터(108)로부터 발생되는 역기 전력을 펄스로 변환하여 그 펄스의 개수를 카운트함으로써 포량을 판단하게 된다(S2).

상기 과정에 의해 포량이 결정되면, 그 포량에 맞는 수위를 판정하게 되고(S3), 그 판정된 수위가 되도록 다시 부하 구동부를 제어하여 급수를 하게된다(S4).

급수가 시작되면 수위 감지부(105)는 전술한 바와 같이 수위를 검출하게 되고, 마이콤(106)은 그 검출되는 수위가 상기 판정한 수위가 되면(S5), 급수를 중지하고, 세탁 행정 모드로 진입을 한다(S6).

상기 세탁 행정 모드로 진입을 하면 최초에 사용자가 설정한 세탁 패턴, 즉 표준 수류 또는 강 수류의 여부를 검색하여(S7), 사용자가 설정한 세탁 패턴이 표준 수류(약수류)이면 기본적인 펄스폭 변조신호(PWM)를 출력하여 인버터(107)에 전달해준다. 그러면 인버터(107)는 그 인가되는 펄스폭 변조신호에 따라 입력되는 교류전원(AC)의 위상을 제어하여 모터(108)를 구동시키게 된다.

모터(108)가 구동이 되면 홀 센서(109)는 모터로부터 발생되는 회전 주파수를 펄스로 변환하여 상기 마이콤(106)에 전달해 주게 되고, 마이콤(106)은 그 펄스를 분석하여 모터(108)의 회전수를 인지한다.

이후 사용자가 설정한 표준 세탁시의 모터 회전수가 되도록 펄스폭 변조신호(PWM)의 펄스폭을 제어하여 상기 인버터(107)에 제공해주게 되고, 이에 따라 모터(108)는 표준 세탁에 맞는 수류가 되도록 회전을 하게된다(S8)(S9).

다음으로, 사용자가 세탁 패턴으로 강 수류를 선택한 경우에, 마이콤(106)은 전술한 바와 같이 기본적인 펄스폭 변조신호(PWM)를 출력하여 인버터(107)에 전달해준다. 그러면 인버터(107)는 그 인가되는 펄스폭 변조신호에 따라 입력되는 교류전원(AC)의 위상을 제어하여 모터(108)를 구동시키게 된다.

모터(108)가 구동이 되면 홀 센서(109)는 모터(108)로부터 발생되는 회전 주파수를 펄스로 변환하여 상기 마이콤(106)에 전달해 주게 되고, 마이콤(106)은 그 펄스를 분석하여 모터(108)의 회전수를 인지한다. 이후 사용자가 설정한 강 수류시의 모터 회전수가 되도록 펄스폭 변조신호(PWM)의 펄스폭을 제어하여 상기 인버터(107)에 제공해주게 되고, 이에 따라 모터(108)는 강 수류가 되도록 회전을 하게된다(S10)(S9).

다시 말해, 본 발명에서는 펄스폭 변조신호(PWM)의 펄스폭을 제어하여 모터(108)를 회전수(rpm)제어하게 되는 것이다.

전술한 바와 같은 동작에 의해 세탁 행정을 진행시키게 되며, 세탁 행정 이후의 행정인 헹굼 행정이나 탈수 행정은 기존과 동일한 방법에 의해 이루어진다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 펄스폭 변조신호(PWM)의 펄스폭 제어로 모터를 회전수(RPM) 제어할 수 있어 정밀한 모터의 제어가 가능할뿐만 아니라 세탁 수류의 정밀 제어도 가능하여 세탁 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 모터의 정밀 제어와 세탁 수류의 정밀 제어가 가능함으로써 세탁기의 성능 향상도 도모해주는 잇점이 있다.

Claims (3)

1. 직접 구동 방식으로 세탁통을 회전시켜 세탁을 수행하는 세탁기에 있어서,

   표준 세탁 또는 강 세탁 코스를 선택하기 위한 키이 입력수단과;

   상기 키이 입력수단에서 선택되는 코스에 따라 검출되는 모터의 회전수를 조절하기 위한 펄스폭 변조신호를 발생하는 마이콤과;

   상기 마이콤에서 출력되는 펄스폭 변조신호에 따라 입력되는 교류전원을 변환하여 상기 모터의 회전수를 제어하는 인버터와;

   상기 모터의 회전시 발생되는 주파수를 펄스로 변환하여 상기 펄스폭 변조신호를 가변토록 상기 마이콤에 입력해주는 홀센서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁 수류 제어장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 마이콤은 상기 홀센서에서 검출되는 모터 회전수에 따라 상기 펄스폭 변조신호를 가변시켜 모터를 회전수(RPM) 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁 수류 제어장치.
3. 직접 구동 방식으로 세탁통을 회전시켜 세탁을 수행하는 세탁기에 있어서,

   세탁 시작 키이가 눌러지면 소수위까지 급수후 포량을 감지하고 그 감지한 포량에 따른 수위를 판정한 후 급수를 행하고 설정 수위에 도달하면 세탁 행정으로 진입하는 제1과정과;

   상기 세탁 행정 진입후 사용자가 선택한 세탁 코스가 표준 수류이면 홀센서로부터 검출되는 모터의 회전수를 인지하고 그 모터 회전수가 표준 수류에 맞는 회전수가 되도록 펄스폭 변조신호를 가변시켜 모터를 제어하는 제2과정과;

   상기 선택한 세탁 코스가 강 수류이면 상기 홀센서로부터 검출되는 모터의 회전수를 인지하고 그 모터 회전수가 강 수류에 맞는 회전수가 되도록 상기 펄스폭 변조신호를 가변시켜 모터를 제어하는 제3과정을 순차 실행시키는 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁 수류 제어방법.